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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ottomotors gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Verfahren zum Betreiben von Ottomotoren, insbesondere zum Antreiben von Kraftwagen, beispielsweise Personenkraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik sowie aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Bei einem solchen Verfahren wird der Ottomotor in einem Betriebszustand betrieben, in welchem in wenigstens einem Brennraum des Ottomotors Verbrennungen von jeweiligen Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemischen zumindest durch Funkenzündung bewirkt werden. Darüber hinaus ist es bekannt, wenigstens ein die jeweiligen Verbrennungen charakterisierendes Messsignal mittels einer Erfassungseinrichtung zu erfassen.
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Die
DE 10 2011 015 626 A1 offenbart ein Verfahren für einen direkteinspritzenden Ottomotor mit NOx-armer Verbrennung (NAV). Beim NAV-Betriebsverfahren wird zu einem Zündzeitpunkt ein weitgehend homogenes, mageres Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemisch mit einem Verbrennungsluftverhältnis von λ ≥ 1 im jeweiligen Brennraum mittels einer Zündvorrichtung fremdgezündet, wobei eine durch die Fremdzündung gestartete Flammenfrontverbrennung (FFV) in eine Raumzündverbrennung (RZV) übergeht. Durch das NAV-Betriebsverfahren kann eine Raumzündverbrennung mit Kompressions- bzw. kontrollierte Selbstzündung in einem Motorlastbereich durchgeführt werden, in dem ein reines RZV-Betriebsverfahren nicht mehr ausreichend betriebsstabil durchgeführt werden kann.
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Die
DE 10 2006 016 484 A1 offenbart beispielsweise ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchem verbrennungsrelevante Kenngrößen gemessen, Messsignale aufbereitet und infolge einer Interpretation der aufbereiteten Messsignale Verbrennungsaussetzer erkannt werden. Zum Messen der verbrennungsrelevanten Kenngrößen wird beispielsweise eine Brennraumdruckmessung durchgeführt.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 101 96 192 T1 ein Verfahren zur Motorsteuerung, bei dem ein Verbrennungs-Rückkopplungssignal durch Messen von einem oder mehreren verbrennungsbezogenen Parametern in einer Verbrennungskammer während einer ausgewählten Zeitdauer eines ersten Verbrennungstaktes zum Steuern eines möglichen Fehlers, wobei wenigstens ein Referenzmerkmal für diese Parameter vorher bestimmt wurde, und Vergleichen des gemessenen Verbrennungs-Rückkopplungssignals mit dem Referenzmerkmal zur automatischen Anpassung von wenigstens einer verbrennungsbezogenen Variablen während eines bevorstehenden Verbrennungstaktes abgeleitet wird. Dabei ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Referenzmerkmal für jede einzelne von wenigstens zwei verschiedenen Fehlersituationen vorher bestimmt wurde und dass eine Diagnose des ersten Verbrennungstaktes auf der Basis des Verbrennungs-Rückkopplungssignals durchgeführt wird, das mit jedem einzelnen der Referenzmerkmale verarbeitet und vergleichen wird, deren Resultat durch eine Entscheidungslogik analysiert wird, wonach eine Diagnose aufgestellt wird, mittels der eine oder mehrere Variablen in einem bevorstehenden Verbrennungstakt in Abhängigkeit des Ergebnisses der Diagnose reguliert wird beziehungsweise werden, wodurch eine fehlertolerante beziehungsweise störungsunanfällige Motorsteuerung erzielt wird.
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Darüber hinaus ist aus dem Serienfahrzeugbau hinlänglich das Bestreben bekannt, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere von Ottomotoren stetig zu reduzieren. Hierzu ist es wünschenswert, Verfahren zum Betreiben von Ottomotoren zu entwickeln, welche einerseits die Realisierung eines kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betriebs ermöglichen. Andererseits ist es wünschenswert, insbesondere bei Personenkraftwagenanwendungen eine vorteilhafte Fahrbarkeit der Ottomotoren zu realisieren. Eine vorteilhafte Fahrbarkeit geht beispielsweise mit einem vorteilhaften Instationärverhalten des Ottomotors einher.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Ottomotors, insbesondere für einen Kraftwagen, zu schaffen, mittels welchem sich ein besonders kraftstoffverbrauchs- und emissionsgünstiger Betrieb sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit des Ottomotors realisieren lassen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, mittels welchem sich ein besonders kraftstoffverbrauchs- und emissionsgünstiger Betrieb sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit des Ottomotors realisieren lassen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbrennungen in Abhängigkeit von dem Messsignal in wenigstens drei Kategorien eingeteilt werden. Eine erste der Kategorien charakterisiert Soll-Verbrennungen. Mit anderen Worten werden diejenigen der Verbrennungen in die erste Kategorie eingeteilt, die einer vorgebbaren Soll-Verbrennung zumindest im Wesentlichen entsprechen.
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Eine zweite der Kategorien charakterisiert verschleppte Verbrennungen. Mit anderen Worten werden diejenigen der Verbrennungen in die zweite Kategorie eingeteilt, welche von der Soll-Verbrennung abweichen und im Vergleich zur Soll-Verbrennung einen zeitlich unterschiedlichen, unerwünschten Verlauf aufweisen. Verschleppte Verbrennungen sind beispielsweise solche Verbrennungen, welche im Vergleich zur Soll-Verbrennung später, das heißt zu einem späteren Kurbelwinkel einer Kurbelwelle des Ottomotors beginnen als sie sollten beziehungsweise als gewünscht. Des Weiteren charakterisiert die zweite Kategorie Verbrennungen, die fremdgezündet beginnen, jedoch ein vorgesehener Übergang in eine kontrollierte Selbstzündung ausbleibt und die Verbrennung im weiteren Verlauf langsam und zeitlich verschleppt abläuft. Mit anderen Worten beginnen verschleppte Verbrennungen später als die Soll-Verbrennung bzw. dauern auf niedrigerem Energie-Niveau länger als die Soll-Verbrennung.
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Die dritte Kategorie charakterisiert kritische Verbrennungen. Mit anderen Worten werden diejenigen der Verbrennungen in die dritte Kategorie eingeordnet, welche kritische Verbrennungen sind. Kritische Verbrennungen sind dabei solche Verbrennungen, bei welchen ein durch diese Verbrennungen bewirkter Druckanstieg in dem Brennraum, das heißt ein Druckanstiegsgradient, einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Bei kritischen Verbrennungen kommt es zu einem zu schnellen beziehungsweise zu starken Druckanstieg im Vergleich zur Soll-Verbrennung. Beispielsweise ist eine kritische Verbrennung eine klopfende Verbrennung.
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Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass wenigstens ein einen Verbrennungstrend in dem Brennraum charakterisierender Trendwert in Abhängigkeit von den Kategorien zumindest zweier Verbrennungen, die zeitlich nacheinander in dem Brennraum stattgefunden haben, ermittelt wird. Mit anderen Worten wird beispielsweise zunächst eine erste der Verbrennungen in eine der Kategorien eingeteilt. Die erste Verbrennung lief beziehungsweise läuft beispielsweise während eines ersten Arbeitsspiels des beispielsweise als Vier-Takt-Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Ottomotors ab. An die erste Verbrennung schließt sich zeitlich eine zweite Verbrennung an, welche beispielsweise während eines sich an das erste Arbeitsspiel anschließenden, zweiten Arbeitsspiels abläuft. Auch die zweite Verbrennung wird in eine der Kategorien eingeteilt. Aus diesen zumindest zwei Kategorien, in welche die aufeinanderfolgenden Verbrennungen eingeteilt wurden, wird nun für den Brennraum der Trendwert ermittelt. Der Trendwert charakterisiert beispielsweise die Wahrscheinlichkeit, mit welcher – falls beispielsweise eine Regelung oder Steuerung des Ottomotors im Vergleich zum ersten Arbeitsspiel und im Vergleich zum zweiten Arbeitsspiel nicht geändert wird – eine zeitlich nach der zweiten Verbrennung in dem Brennraum ablaufende dritte Verbrennung eine normale Verbrennung, das heißt eine Soll-Verbrennung, eine kritische Verbrennung oder eine verschleppte Verbrennung ist.
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Schließlich ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Ottomotor in Abhängigkeit von dem Trendwert betrieben wird. Ergibt beispielsweise die Ermittlung des Trendwerts, dass die dritte Verbrennung mit hoher Wahrscheinlichkeit eine unerwünschte Verbrennung, das heißt beispielsweise eine verschleppte Verbrennung oder eine kritische Verbrennung ist beziehungsweise wird, so wird die Regelung oder Steuerung des Ottomotors im Vergleich zum ersten Arbeitsspiel und zum zweiten Arbeitsspiel derart geändert, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die während eines zeitlich auf das zweite Arbeitsspiel folgenden dritten Arbeitsspiels ablaufende dritte Verbrennung als kritische Verbrennung oder als verschleppte Verbrennung abläuft, besonders gering ist. Die Ermittlung des Trendwerts ist also eine Trendwertanalyse, mittels welcher die Gefahr von unerwünschten Verbrennungen gering gehalten werden kann. Mit anderen Worten ist der Trendwert ein schnelles, das heißt besonders schnell zu ermittelndes Kriterium zur Bewertung des Betriebs von ottomotorischen Brennverfahren, wobei sich anhand dieses Kriteriums (Trendwert) ein stabiler Betrieb des Ottomotors beziehungsweise von ottomotorischen Brennverfahren insbesondere mit Selbstzündungsanteil sowohl im stationären als auch im instationären Betrieb realisieren lässt. Dies führt einerseits zu einem kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb sowie andererseits zu einer besonders guten Fahrbarkeit des Ottomotors.
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Insbesondere ist es möglich, ein solches ottomotorisches Brennverfahren mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu realisieren, bei welchem in dem Betriebszustand des Ottomotors die Verbrennungen der jeweiligen Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemische durch Fremd- bzw. Funkenzündung und durch Selbstzündung des jeweiligen Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemisches bewirkt werden, wie beispielsweise bei der NOx-armen Verbrennung (NAV). Dies bedeutet, dass sich ein ottomotorisches Brennverfahren mit Selbstzündungsanteil realisieren lässt, durch welches insbesondere die Stickoxid-Emissionen (NOx-Emissionen) des Ottomotors, insbesondere wenn dieser als direkteinspritzender Ottomotor ausgebildet ist, besonders gering halten lassen bei gleichzeitiger Realisierung einer stabilen Verbrennung, woraus ein besonders laufruhiger, instationärer Betrieb des Ottomotors resultiert. Dabei ist es durch die Einteilung der Verbrennungen in die Kategorien möglich, das Auftreten von kritischen Verbrennungen und von verschleppten Verbrennungen zu vermeiden oder besonders gering zu halten, sodass einerseits übermäßige Belastungen des Ottomotors und andererseits unerwünschte Verbrennungsaussetzer vermieden werden können.
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Unter dem Betrieb des Ottomotors in Abhängigkeit von der Einteilung der Verbrennungen in die Kategorien und in Abhängigkeit von dem Trendwert ist zu verstehen, dass wenigstens ein die Verbrennung beeinflussender Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem Trendwert eingestellt wird. Vorzugsweise ist dabei eine brennraumindividuelle und insbesondere arbeitsspielaufgelöste Einstellung des Betriebsparameters vorgesehen. Mit anderen Worten kann der Ottomotor eine Mehrzahl von Brennräumen, insbesondere in Form von Zylindern, aufweisen, wobei der Trendwert für jeden einzelnen der Brennräume beziehungsweise Zylinder unabhängig von den entsprechend anderen Brennräumen beziehungsweise Zylindern ermittelt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Betriebsparameter für jeden einzelnen der Brennräume beziehungsweise Zylinder unabhängig von den entsprechend anderen Brennräumen beziehungsweise Zylindern in Abhängigkeit vom jeweilig ermittelten Trendwert eingestellt wird. Durch die brennraumindividuelle Ermittlung des Trendwerts kann eine brennraumindividuelle beziehungsweise brennraumselektive Verbrennungsregelung dargestellt werden, sodass in jedem der Brennräume effiziente und effektive Verbrennungen des jeweiligen Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemisches bewirkt werden können.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als das Messsignal ein einen Brennraumdruckverlauf in dem Brennraum charakterisierendes Brennraumdrucksignal mittels wenigstens eines dem Brennraum zugeordneten Brennraumdrucksensors erfasst wird. Hierdurch ist eine brennraumdruckbasierte, vorzugsweise zylinder- beziehungsweise brennraumindividuelle und arbeitsspielaufgelöste Analyse der ottomotorischen Verbrennungen, die jeweils Selbstzündungsanteile enthalten können, realisierbar. Die Verbrennungen können somit besonders gut bewertet werden, sodass die Einstellung beziehungsweise Applikation des ottomotorischen Brennverfahrens mit Selbstzündungsanteilen realisierbar ist. Insbesondere können so stabile und stickoxidarme Verbrennungen dargestellt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, anhand des Trendwerts eine schnelle Regelung des Ottomotors zu realisieren, um dadurch stabile Verbrennungen sowohl im stationären als auch im instationären Betrieb zu realisieren. Diese schnelle Regelung stellt eine Stabilisierungsfunktion dar und verwendet als Stelleingriff den Betriebsparameter, welcher beispielsweise eine Verstellung einer Auslassnockenwelle zum Betätigen von Auslassventilen charakterisiert. Mit anderen Worten ist es beispielsweise vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem Trendwert eine Position beziehungsweise Drehstellung der Auslassnockenwelle eingestellt wird, um dadurch die Verbrennungen im Brennraum zu beeinflussen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben eines Ottomotors, bei welchem Verbrennungen in Zylindern der Verbrennungskraftmaschine in drei unterschiedliche Kategorien eingeteilt werden, wobei in Abhängigkeit von den Kategorien für jeden der Brennräume wenigstens ein Trendwert ermittelt wird, auf dessen Grundlage der Ottomotor betrieben wird; und
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2 ein weiteres Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 und 2 dienen zum Erläutern eines Verfahrens zum Betreiben eines Ottomotors zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Der Ottomotor weist eine Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern auf, in welchen bei einem gefeuerten Betrieb des Ottomotors Verbrennungen oder Verbrennungsprozesse ablaufen. Hierzu umfasst der Ottomotor wenigstens ein Einspritzelement, mittels welchem flüssiger Kraftstoff in Form von Benzin in die Zylinder eingebracht wird. Vorzugsweise ist der Ottomotor als direkteinspritzender Ottomotor ausgebildet, wobei jedem der Zylinder ein Einspritzelement, welches auch als Injektor bezeichnet wird, zugeordnet ist. Mittels des jeweiligen Injektors kann das Benzin direkt in den jeweiligen Zylinder eingespritzt werden.
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Den Zylindern wird Luft zugeführt und Abgas in den Zylindern rückgehalten bzw. den Zylindern rückgeführt, sodass in dem jeweiligen Zylinder ein jeweiliges Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemisch entsteht. Während des Betriebs des Ottomotors werden somit in den jeweiligen Zylindern mehrere Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemische gebildet. Beim gefeuerten Betrieb des Ottomotors werden dabei Verbrennungen der jeweiligen Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemische im jeweiligen Zylinder bewirkt. Der Ottomotor wird dabei in einem Betriebszustand betrieben, in welchem in dem jeweiligen Zylinder die Verbrennungen der jeweiligen Kraftstoff-LuftAbgas-Gemische durch Funkenzündung sowie durch anschließende Selbstzündung des jeweiligen Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemisches bewirkt werden. Dies bedeutet, dass das jeweilige Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemisch mittels eines Zündfunkens gezündet wird, welcher mittels einer jeweiligen Zündeinrichtung in Form einer Zündkerze des jeweiligen Zylinders erzeugt wird. Darüber hinaus wird eine Selbstzündung bewirkt. Die Selbstzündung wird derart bewirkt, dass sich infolge der Funkenzündung eine Verbrennung mit einer Flammenfront ausbreitet, wobei es nach einer gewissen Ausbreitung der Flammenfront zur Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Abgas-Gemisches kommt.
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Der Ottomotor wird mittels des Verfahrens also gemäß einem ottomotorischen Brennverfahren mit Selbstzündungsanteil betrieben. Hierdurch kann ein besonders kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmer Betrieb des Ottomotors realisiert werden. Insbesondere ist es durch ein solches ottomotorisches Brennverfahren mit Selbstzündungsanteilen möglich, die Stickoxid-Emissionen gering zu halten.
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Um darüber hinaus auch stabile Verbrennungen zu realisieren und somit Zünd- und Verbrennungsaussetzer zu vermeiden und eine hohe Laufruhe sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit des Ottomotors zu gewährleisten, ist es im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass wenigstens ein die jeweiligen Verbrennungen in dem jeweiligen Zylinder charakterisierendes Messsignal mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst wird, wobei die jeweiligen Verbrennungen in dem jeweiligen Zylinder in Abhängigkeit von dem Messsignal in wenigstens drei Kategorien eingeteilt werden.
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Aus 1 ist erkennbar, dass der Ottomotor vorliegend vier Zylinder 10a–d aufweist. Die folgenden Ausführungen sind jedoch auch ohne weiteres auf größere oder geringere Anzahlen an Zylindern (Brennräumen) übertragbar. Jedem der Zylinder 10a–d ist ein Brennraumdrucksensor der Erfassungseinrichtung zugeordnet. Mittels des jeweiligen Brennraumdrucksensors wird ein jeweiliger Brennraumdruckverlauf in dem jeweiligen Zylinder 10a–d erfasst, wobei der Brennraumdruckverlauf einen entsprechenden Verlauf eines in dem jeweiligen Zylinder 10a–d herrschenden Drucks über der Drehstellung einer Kurbelwelle des als Hubkolben-Verbrennungsmaschine ausgebildeten Ottomotors charakterisiert. Der jeweilige Brennraumdruckverlauf wird dabei durch die jeweilige, in dem Zylinder ablaufende Verbrennung bewirkt. Mit anderen Worten resultiert aus jeder im Zylinder ablaufenden Verbrennung ein entsprechender, zugehöriger Brennraumdruckverlauf. Der jeweilige Brennraumdruckverlauf wird als das zuvor genannte Messsignal verwendet, wobei das zum Zylinder 10a gehörende Messsignal (Brennraumdruckverlauf) mit 12a bezeichnet ist. Das zum Zylinder 10b gehörende Messsignal ist mit 12b bezeichnet. Dementsprechend ist das zum Zylinder 10c gehörende Messsignal mit 12c und das zum Zylinder 10d gehörende Messsignal mit 12d bezeichnet. Da für jeden der Zylinder 10a–d der jeweilige Brennraumdruckverlauf mittels des entsprechenden Brennraumdrucksensors erfasst wird, ist eine zylinderindividuelle beziehungsweise zylinderselektive Erfassung der jeweiligen Brennraumdruckverläufe (Messsignale 12a–d) dargestellt.
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In Abhängigkeit von dem jeweiligen Messsignal 12a–d werden die jeweiligen Verbrennungen in dem jeweiligen Zylinder 10a–d in wenigstens drei Kategorien eingeteilt. Eine erste der Kategorien charakterisiert Soll-Verbrennungen. Mit anderen Worten werden diejenigen der Verbrennungen in die erste Kategorie eingeteilt, die einer vorgebbaren Soll-Verbrennung zumindest im Wesentlichen entsprechen. In 1 ist die erste Kategorie mit „norm” abgekürzt.
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Eine zweite der Kategorien charakterisiert verschleppte Verbrennungen, welche von der Soll-Verbrennung abweichen und im Vergleich zur Soll-Verbrennung einen zeitlich unterschiedlichen, unerwünschten Verlauf aufweisen und im Vergleich zur Soll-Verbrennung später, das heißt zu einem späteren Kurbelwinkel der Kurbelwelle des Ottomotors, beginnen oder bei denen ein vorgesehener Übergang in ein kontrollierte Selbstzündung ausbleibt und die Verbrennung ab diesem Zeitpunkt langsam und zeitlich verschleppt abläuft. In 1 ist die zweite Kategorie mit „vers” abgekürzt.
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Die dritte Kategorie charakterisiert kritische Verbrennungen. Kritische Verbrennungen sind solche Verbrennungen, bei welchen ein durch diese Verbrennung bewirkter Druckanstieg in dem jeweiligen Zylinder 10a–d einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Bei kritischen Verbrennungen kommt es zu einem zu schnellen beziehungsweise zu starken Druckanstieg im Vergleich zur Soll-Verbrennung.. In 1 ist die dritte Kategorie mit „krit” abgekürzt.
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Da die Messsignale 12a–d zylinderindividuell erfasst werden, wird auch die genannte Einteilung der Verbrennungen in die Kategorien für jeden Zylinder 10a–d individuell durchgeführt.
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Im Folgenden wird am Beispiel des Zylinders 10a erläutert, dass für jeden der Zylinder 10a–d wenigstens ein einen Verbrennungstrend in dem jeweiligen Zylinder 10a–d charakterisierender Trendwert in Abhängigkeit von den Kategorien zumindest zweier Verbrennungen, die zeitlich nacheinander in dem jeweiligen Zylinder 10a–d stattgefunden haben, ermittelt wird. In 1 ist eine dem Zylinder 10a zugeordnete Tabelle 14 mit Beispielwerten zur Veranschaulichung erkennbar. Die Tabelle 14 weist drei Spalten 16, 18 und 20 auf. In die erste Spalte 16 sind beispielsweise die Kategorien eingetragen, in welche Verbrennungen eingeteilt wurden, die während jeweiliger erster Arbeitsspiele im Zylinder 10a abgelaufen sind beziehungsweise stattgefunden haben. In die Spalte 18 sind Kategorien eingetragen, in welche jeweilige zweite Verbrennungen eingeteilt wurden, die in dem Zylinder 10a während jeweiliger zweiter Arbeitsspiele stattgefunden haben beziehungsweise abgelaufen sind, wobei die jeweiligen zweiten Arbeitsspiele zeitlich auf die jeweiligen ersten Arbeitsspiele folgten. Diese Einteilung wird im Folgenden anhand einer Zeile 22 der Tabelle 14 näher erläutert. In der Zeile 22 der Spalte 16 ist diejenige der drei Kategorien eingetragen, in die eine erste Verbrennung eingeteilt wurde, die während eines ersten Arbeitsspiels des Ottomotors im Zylinder 10a auftrat. In einem zeitlich auf das erste Arbeitsspiel folgenden, zweiten Arbeitsspiel des Ottomotors trat im Zylinder 10a eine zweite Verbrennung auf, welche ebenfalls in eine der drei Kategorien eingeteilt wurde. Diese Kategorie der zweiten Verbrennung ist in der Zeile 22 der Spalte 18 eingetragen. Aus 1 ist erkennbar, dass es sich sowohl bei der ersten Verbrennung als auch bei der zweiten Verbrennung um eine kritische Verbrennung handelte, da sowohl in der Zeile 22 der Spalte 16 als auch in der Zeile 22 der Spalte 18 „krit” eingetragen ist. In Abhängigkeit von den in der Zeile 22 der Spalte 16 und in der Zeile 22 der Spalte 18 eingetragenen Kategorien wird ein Trendwert ermittelt, welcher in der Zeile 22 der Spalte 20 eingetragen ist. Mit anderen Worten sind in der Spalte 20 der Tabelle 14 die jeweiligen Trendwerte eingetragen. Der jeweilige Trendwert charakterisiert dabei einen Verbrennungstrend beziehungsweise eine Wahrscheinlichkeit, mit der – falls im Vergleich zur ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung keine Änderungen in einer Steuerung oder Regelung des Ottomotors durchgeführt werden – eine kritische, eine verschleppte oder eine normale Verbrennung auftritt. Da sowohl die erste Verbrennung als auch die zweite Verbrennung eine kritische Verbrennung war, besagt der Trendwert, dass eine während eines auf das zweite Arbeitsspiel zeitlich folgenden, dritten Arbeitsspiels ablaufende und sich somit zeitlich an die zweite Verbrennung anschließende dritte Verbrennung zu 100 Prozent eine kritische Verbrennung sein wird, falls die Steuerung oder Regelung des Ottomotors vom zweiten Arbeitsspiel zum dritten Arbeitsspiel nicht geändert wird.
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In 1 sind ferner Gewichtungsfaktoren Gv und Ga erkennbar, mittels welchen die einzelnen Kategorien beziehungsweise Verbrennungen gewichtet werden. Der auf die geschilderte Weise für den Zylinder 10a ermittelte Trendwert ist in 1 mit 24a bezeichnet. Entsprechend dazu ist der für den Zylinder 10b ermittelte Trendwert mit 24b, der für den Zylinder 10c ermittelte Trendwert mit 24c und der für den Zylinder 10d ermittelte Trendwert mit 24d bezeichnet.
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In 2 ist erkennbar, dass die jeweiligen Trendwerte 24a–d einem Regler 26 zugeführt werden, welcher beispielsweise ein Stabilisierungsregler ist und zum Betreiben wenigstens einer Stelleinrichtung des Ottomotors verwendet wird. Mittels der Stelleinrichtung kann eine Drehstellung einer Auslassnockenwelle des Ottomotors variabel eingestellt werden.
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Die Auslassnockenwelle ist an einem Zylinderkopf des Ottomotors um eine Drehachse relativ zum Zylinderkopf drehbar gelagert und über einen Antrieb, beispielsweise einen Umschlingungstrieb oder einen Zahnradtrieb, mit der Kurbelwelle gekoppelt, sodass die Auslassnockenwelle über den Antrieb von der Kurbelwelle antreibbar ist. Durch Einstellen beziehungsweise Verstellen der Drehstellung der Nockenwelle kann ihre Drehstellung relativ zur Kurbelwelle geändert beziehungsweise eingestellt werden, sodass Zeitpunkte, zu denen Gaswechselventile in Form von Auslassventilen mittels der Auslassnockenwelle betätigt werden, bedarfsgerecht variiert werden können. In Abhängigkeit von den Trendwerten 24a–d ermittelt der Regler 26 einen Betriebsparameter, mittels welchem die Auslassnockenwelle beziehungsweise ihre Drehstellung eingestellt wird. Der Regler 26 stellt ein Ausgangssignal 28 bereit, welches in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter und somit in Abhängigkeit von den Trendwerten 24a–d ermittelt wird. Das Ausgangssignal 28 dient dabei zum Ansteuern, das heißt zum Regeln der Stelleinrichtung und somit der Auslassnockenwelle. So ist es beispielsweise möglich, die Auslassnockenwelle nach Früh oder nach Spät zu verstellen, sodass die Auslassventile bezogen auf eine Drehstellung der Kurbelwelle früher oder später betätigt werden.
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Mittels des Reglers 26 wird beispielsweise in Abhängigkeit von den Trendwerten 24a–d ein Betriebsparameter Trendmittel Trend_mm aus folgender Formel ermittelt: Trend_mm = ¼·Summe_iTrend_Zyl_i mit i = 1...4 wobei Summe_iTrend_Zyl_i beispielsweise eine Summe der einzelnen Trendwerte 24a–d des jeweiligen Zylinders 10a–d bezeichnet.
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Aus diesem Trendmittel, welches auch als Motormittel-Trend bezeichnet wird, kann ein sogenannter Stellgrößen-Eingriff abgeleitet werden, anhand dessen ermittelt wird, ob eine Verstellung der Auslassnockenwelle erforderlich ist oder nicht. Ergibt beispielsweise das Trendmittel, dass als die dritte Verbrennung eine kritische Verbrennung mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 25 Prozent auftritt, so wird die Auslassnockenwelle nach spät verstellt. Hierbei hat sich ein Wert von 1°KW (Kurbelwinkel) nach spät als geeignet erwiesen. Ergibt ferner das Trendmittel, dass als die dritte Verbrennung eine verschleppte Verbrennung mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 50 Prozent auftritt, so wird die Auslassnockenwelle nach früh verstellt. Hierbei hat sich ein Wert von 2°KW (Kurbelwinkel) nach früh als geeignet erwiesen. Bei anderen Trendmitteln wird die Auslassnockenwelle nicht verstellt und demzufolge ihre Drehstellung beibehalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011015626 A1 [0003]
- DE 102006016484 A1 [0004]
- DE 10196192 T1 [0005]
